[发明专利]管式生长炉

说明书

技术领域

本发明涉及晶体结晶技术领域，具体涉及一种管式生长炉。

背景技术

一些结晶过冷度较大的晶体如AgGaS2，AgGaSe2等在生长时，要求在晶体生长固液界面所在位置有较大的温度梯度(一般大于30℃)，以抑制组分过冷以及尽可能保证自发成单核生长，其生长炉理想温场曲线如图1所示，图1示出了生长炉的理想温场分布示意图。以往所采用的方法是通过两组加热器为基础的两温区生长炉生长晶体。这种生长炉一般采用保温隔热材料包裹螺旋状电阻丝呈圆柱状结构，上、下炉均为螺旋状电阻线圈、控温热电偶、控温系统所组成的相互独立的控温系统，上炉控为高温，下炉控为低温，上、下炉的温度差形成温度梯度，要增加温度梯度就必须要提高上炉的温度或者降低下炉的温度，但是根据晶体的生长工艺，高温区与低温区的温度往往只能在一个工艺许可的小范围波动，梯度区一般只有12-15℃/cm的温度梯度，很难达到30℃/cm的温度梯度，造成晶体生长时固液界面温度梯度过小，严重影响晶体质量。该种管式梯度生长炉缺点：1、难以在过渡区形成较大的温度梯度。2、温度梯度的可调范围很小。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种管式生长炉，用于解决一些晶体结晶过冷度较大单晶生长所需大温度梯度的问题。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种管式生长炉，它包括高温区炉圈、低温区炉圈、高温区控温热偶、低温区控温热偶、保温层、上炉型腔和下炉型腔，所述高温区炉圈设置所述上炉型腔内，所述低温区炉圈设置所述低温区炉圈内，所述保温层围在所述上炉型腔和下炉型腔上，所述高温区控温热偶与所述高温区炉圈连接，所述低温区控温热偶与所述低温区炉圈连接。

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：

根据本发明的一个实施方案，所述保温层为保温棉。

根据本发明的另一个实施方案，所述高温区控温热偶穿过所述保温层与所述高温区炉圈连接。

根据本发明的另一个实施方案，所述低温区控温热偶穿过所述保温层与所述低温区炉圈连接。

根据本发明的另一个实施方案，所述上炉型腔小于所述下炉型腔。

本发明还可以是：

根据本发明的另一个实施方案，所述高温区炉圈和/或低温区炉圈为加热电阻丝缠制而成的管式线圈。

根据本发明的另一个实施方案，所述高温区炉圈与所述低温区炉圈之间存在一个温度梯度区。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：

本发明的一种管式生长炉，通过上炉控为高温，下炉控为低温，可在梯度区形成较大的温度梯度，而且可以通过增加上炉温度，减小下炉温度，减小上炉圈径，增大下炉圈径，增大梯度区的温度梯度，还可以通过适当调整梯度区的长度调整其间的温度梯度，因而解决了一些晶体结晶过冷度较大单晶生长所需大温度梯度的问题，并增大了温度的可调范围。

附图说明

为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。

图1示出了生长炉的理想温场分布示意图。

图2示出了根据本发明一个实施例的管式生长炉结构示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1－高温区炉圈，2－低温区炉圈，3－高温区控温热偶，4－低温区控温热偶，5－保温层，6－上炉型腔，7－下炉型腔，8－温度梯度区。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图2所示，一种管式生长炉，它包括高温区炉圈1、低温区炉圈2、高温区控温热偶3、低温区控温热偶4、保温层5、上炉型腔6和下炉型腔7，所述高温区炉圈1设置所述上炉型腔6内，所述低温区炉圈2设置所述低温区炉圈2内，所述保温层5围在所述上炉型腔6和下炉型腔7上，所述高温区控温热偶3与所述高温区炉圈1连接，所述低温区控温热偶4与所述低温区炉圈2连接。所述高温区炉圈1与所述低温区炉圈2之间存在一个温度梯度区8。